DE202004013714U1

DE202004013714U1 - Adapter for screwing onto rotationally symmetrical flange has inside diameter for fitting over connecting construction larger than inside diameter of flange, and seal is installed between connecting construction and flange

Info

Publication number: DE202004013714U1
Application number: DE202004013714U
Authority: DE
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Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2014-08-28

Abstract

The adapter (1) for screwing onto a flange (2) lies on the flange by one end face (3) and clamped to it by screws (4). The inside diameter of the adapter for fitting over a connecting construction is larger than the inside diameter of the flange. The connecting construction on its open end has a contact face (6) which similarly lies on the flange, and a seal (7) is installed in force contact between the connecting construction and flange in the contact region. The connecting construction has a radially projecting locating face (8) upon which the connecting construction is clamped between the adapter and flange with mechanical and positive locking.

Description

Die Erfindung betrifft einen Adapter zum axialen Anschrauben an einen rotationssymmetrischen Flansch. Zwischen dem Flansch und dem Adapter wird eine Anschlußkonstruktion, an der beispielsweise eine weiterführende Rohrleitung angeschlossen ist, kraft- und formschlüssig verspannt. Die Abdichtung erfolgt durch eine im Kraftnebenschluß angeordnete Dichtung. Sie führt besonders an den Verbindungen, die mit hohen Temperaturen und gleichzeitig niedrigen Drücken belastet sind, zur Beseitigung von Dichtproblemen.The The invention relates to an adapter for screwing axially onto one rotationally symmetrical flange. Between the flange and the adapter a connecting structure, to which, for example, a further pipeline is connected, non-positive and positive braced. Sealing is carried out by an arranged in the force shunt Poetry. she leads especially on the compounds that are high and low at the same time To press are loaded to eliminate sealing problems.

Flansche zum Verbinden von rotationssymmetrischen Bauteilen sind dem Fachmann bekannt. Sie sind weitgehend international genormt und kommen in allen Industriebereichen zum Einsatz. Die Dimensionierung erfolgt entsprechend der aufzunehmenden Belastung nach Vorgabe der anzuwendenden Regelwerke. Bedingt durch die Flanschgeometrie und die sich im Betrieb einstellenden Stülpverformungen sind die Dichtungen nahezu ausschließlich im Krafthauptschluß angeordnet.flanges are skilled in the art for connecting rotationally symmetrical components known. They are largely internationally standardized and come in in all industrial areas. The dimensioning takes place according to the load to be absorbed according to the specification of the applicable Regulations. Due to the flange geometry and the in operation adjusting slip deformations the seals are arranged almost exclusively in the main power connection.

Bei Verbindungen, die mit hohen Temperaturen und gleichzeitig niedrigen Drücken belastet werden, führt diese Dichtungsanordnung jedoch dazu, dass nicht die Betriebsbelastungen für die Dimensionierung ausschlaggebend, sondern die Kräfte, die zum Vorverformen der Dichtung erforderlich sind. Diese sind im Gegensatz zu einer im Kraftnebenschluß angeordneten Dichtung jedoch relativ hoch. Auf das Dichtverhalten dieser mit hohen Temperaturen belasteten Verbindungen wirken sich die während der gesamten Betriebszeit nahezu vollständig im verspannten System verbleibenden Kräfte jedoch nachteilig aus.at Compounds with high temperatures and low at the same time To press be burdened However, this sealing arrangement does not mean that the operating loads for the Dimensioning crucial, but rather the forces required to pre-deform the Seal are required. In contrast to an im Force shunt arranged However, the seal is relatively high. On the sealing behavior of this connections exposed to high temperatures act during the total operating time almost completely in the tensioned system remaining powers however, disadvantageous.

Da extrem hohe Temperaturen eine Reduzierung der Festigkeitswerte zur Folge haben, werden diese Kräfte ab einer gewissen Temperatur von den tragenden Bauteilen nicht mehr schadlos aufgenommen. Die auftretenden relativ großen Stülpverformungen führen zu einer Herabsetzung der für den Betrieb notwendigen Dichtflächenpressung. Demzufolge stellen sich Undichtigkeiten ein, die nicht selten zu einem Anlagenstillstand, zu Produktionsausfall, Folgeschäden und Umweltbelastungen führen.There extremely high temperatures reduce the strength values As a result, these forces from a certain temperature of the load-bearing components no longer recorded harmlessly. The occurring relatively large slip deformations to lead to reduce the for operation necessary sealing surface pressure. As a result, there are leaks, which are not uncommon a plant shutdown, loss of production, consequential damage and Cause environmental pollution.

Eine Änderung der Dichtungsanordnung aus dem Krafthaupt- in den Kraftnebenschluß ist an den bekannten Flanschverbindungen ohne weitere Maßnahmen nicht möglich, da die Flansche in ihrem Bestreben sich schräg zu stellen zwar entlastet, die Schrauben jedoch infolge ungünstiger Veränderung ihres Hebelarms erheblich stärker belastet werden.A change the sealing arrangement from the main force into the force shunt is on the known flange connections without further measures not possible, since the flanges relieve in their efforts to incline, the screws, however, due to less favorable Change their Lever arms considerably stronger be charged.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindungsanordnung zum dauerhaften Verspannen und sicheren Abdichten sowohl von bestehenden als auch für neu herzustellende Flanschverbindungen zu schaffen, die mit hohen Temperaturen und gleichzeitig niedrigen Drücken belastet werden.task the invention is a connection arrangement for permanent Bracing and secure sealing of both existing and for new To create flange connections that can withstand high temperatures and at the same time low pressures be charged.

Die Lösung der Aufgabe ist Gegenstand der kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 2.The solution the object of the characterizing features of claims 1 and Second

Hauptmerkmal der Erfindung ist die Abdichtung der zu verbindenden Bauteile mit einer im Kraftnebenschluß liegenden Dichtung, da die aufzubringenden Kräfte zum Vorverformen dieser Dichtung nur einen Bruchteil der Kräfte erfordern, die bei einer im Krafthauptschluß angeordneten Dichtung erforderlich sind.main feature the invention is the sealing of the components to be connected one lying in the force shunt Seal, since the forces to be applied to pre-deform them Gasket require only a fraction of the forces that occur in one Force main arranged Seal are required.

Diese Dichtungsanordnung wird dadurch erreicht, dass an der Stirnfläche eines bekannten Flansches ein Adapter mit seiner Stirnfläche axial vorgesetzt und durch Schrauben mit diesem verspannt wird. Die Anordnung der Schrauben erfolgt in den vorhandenen Bohrungen des Flansches, zwischen den metallisch aneinander liegenden Stirnflächen ist keine Dichtung angeordnet.This Sealing arrangement is achieved in that a known flange an adapter with its end face axially is set up and clamped with screws. The order the screws are in the existing holes in the flange, there is no one between the metal faces Seal arranged.

Der Adapter übergreift eine Anschlußkonstruktion. Diese liegt an dem offenen Ende ebenfalls an der Stirnfläche des Flansches an, während gegenüberliegend beispielsweise eine weiterführende Rohrleitung angeschlossen ist. Die Innenkontur des Adapters ist so gestaltet, dass sowohl zur Montage der Schrauben als auch zur Anordnung einer im Kraftnebenschluß liegenden Dichtung zwischen den Stirnflächen des Flansches und der Anschlußkonstruktion ein ausreichender Platz vorhanden ist. Die Anschlußkonstruktion weist einen Bund mit einer radial vorspringenden Anlagefläche auf. An dieser erfolgt die kraft- und formschlüssige Verspannung zwischen dem Flansch und dem Adapter.The Overlaps adapter a connecting structure. This is also on the end face of the open end Flange while opposite for example a further pipeline connected. The inner contour of the adapter is designed that both for mounting the screws and for arranging a lying in the force bypass Seal between the end faces of the flange and the connecting structure there is sufficient space. The connecting structure has a collar with a radially projecting contact surface. This is where the non-positive and positive locking between the flange and the adapter.

Die Verspannung erfolgt durch die Verbindungsanordnung nach der EP 0 775 863 oder der EP 1 010 931 . Bei beiden Ausführungen führt ein optimaler Kraftfluß durch die verspannten Bauteile zu einer kompakten Bauart sowie zu einem relativ geringen Einbauraum. Die geringe radiale Erstreckung bewirkt somit, dass der sich bei hohen Temperaturen einstellende, entsprechend geringe radiale Temperaturgradient zu den angestrebten relativ geringen Stülpverformungen und somit zu optimalen Dichtheitsvoraussetzungen für die Anordnung einer im Kraftnebenschluß liegenden Dichtung führt. Zudem erfolgt bei der kraft- und formschlüssigen Verspannung die Übertragung der Belastungen nicht über Schrauben, so dass eine negative Veränderung des verspannten Zustandes infolge Schraubenrelaxation und Materialermüdung unabhängig von der Betriebszeit ausgeschlossen ist.The bracing takes place through the connection arrangement according to the EP 0 775 863 or the EP 1 010 931 , In both versions, an optimal flow of force through the braced components leads to a compact design and to a relatively small installation space. The small radial extension thus has the effect that the correspondingly low radial temperature gradient that occurs at high temperatures leads to the desired relatively small slip deformations and thus to optimal sealing requirements for the arrangement of a seal located in the force shunt. In addition, in the case of non-positive and positive locking, the loads are not transmitted via screws, so that a negative change in the tensioned condition due to screw relaxation and material fatigue is excluded regardless of the operating time.

Um grundlegende Aussagen über Größenordnungen der sich in den Bauteilen einstellenden Verformungen und Spannungen unter Annahme realistischer Belastungen zu erhalten, wurden mittels Spannungsanalysen Untersuchungen für einen 36" Rohrleitungsanschluß an einem Maschinengehäuse durchgeführt, der mit einer Betriebstemperatur von t = 750 °C und einem Betriebsdruck von p = 2.5 bar belastet ist. Der direkte Vergleich zeigt die Höhe der aufzuwendenden Kraft zum Vorverformen der Dichtung. Diese beträgt bei einer Dichtungsanordnung im Kraftnebenschluß nur rd. 20 % von der Kraft, die bei einer Anordnung der Dichtung im Krafthauptschluß erforderlich wäre.To make basic statements about sizes To obtain orders of the deformations and stresses occurring in the components under the assumption of realistic loads, stress analyzes were carried out for a 36 "pipe connection on a machine housing, which was loaded with an operating temperature of t = 750 ° C and an operating pressure of p = 2.5 bar The direct comparison shows the amount of force to be used to pre-deform the seal, which is only around 20% of the force that would be required if the seal were arranged in the main force if the seal is arranged in the force shunt.

Der Einfluß der Dichtungsanordnung kommt jedoch erst bei Betrachtung der erforderlichen Gesamtschraubenkraft für den stationären Betriebszustand voll zum Ausdruck, da diese nur rd. 5 % der Kraft beträgt, die für das Vorverformen einer im Krafthauptschluß liegenden Dichtung erforderlich ist.The Influence of However, sealing arrangement only comes when the necessary ones are considered Total screw force for the stationary Operating condition fully expressed, as this only approx. 5% of the force is, the for the pre-deformation of a gasket lying in the main force is required is.

Auf den Erfindungsgegenstand bezogen zeigen die Differenzen der Kräfte nicht nur den Faktor, mit dem die Sicherheiten der gesamten Verbindung heraufsetzt werden, sie zeigen zugleich die eigentliche Ursache der häufigen Problemsituationen an den bekannten Verbindungen.On the differences in forces do not show the subject of the invention only the factor that increases the security of the entire connection they also show the real cause of the frequent problem situations on the known connections.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer schematisch dargestellten Zeichnung beschrieben.On embodiment the invention is described with reference to a schematically illustrated drawing.

Es zeigen:It demonstrate:

1 Die schematische Schnittdarstellung eines an einem Maschinengehäuse angeschraubten Adapters. Die Anschlußkonstruktion ist kraft- und formschlüssig zwischen dem Flansch und dem Adapter mit der Verbindungsanordnung nach der EP 0 775 863 bzw. der EP 1 010 931 verspannt. 1 The schematic sectional view of an adapter screwed to a machine housing. The connecting structure is non-positively and positively between the flange and the adapter with the connection arrangement according to the EP 0 775 863 or the EP 1 010 931 braced.

1: An einem Maschinengehäuse liegt ein Adapter 1 mit seiner Stirnfläche 3 an der Stirnfläche von einem Flansch 2 an und ist mit Schrauben 4 axial verspannt. Eine Dichtung ist zwischen den Stirnflächen nicht angeordnet. Der Adapter übergreift eine Anschlußkonstruktion 5, die an ihrem offenen Ende mit einer Kontaktfläche 6 ebenfalls an der Stirnfläche des Flansches 2 anliegt. Zwischen dem Flansch und der Anschlußkonstruktion 5 ist eine im Kraftnebenschluß wirkende Dichtung 7 angeordnet. Die Anschlußkonstruktion 5 weist an einem radial vorspringenden Bund eine Anlagefläche 8 auf. An dieser ist die Anschlußkonstruktion 5 zwischen dem Adapter 1 und dem Flansch 2 kraftund formschlüssig mit einem Verbindungssystem 9 nach der EP 0 775 863 bzw. der EP 1 010 931 verspannt. 1 : There is an adapter on a machine housing 1 with its face 3 on the face of a flange 2 and is with screws 4 axially clamped. A seal is not arranged between the end faces. The adapter overlaps a connecting structure 5 that at their open end with a contact surface 6 also on the face of the flange 2 is applied. Between the flange and the connecting structure 5 is a seal acting in the force shunt 7 arranged. The connecting structure 5 has a contact surface on a radially projecting collar 8th on. At this is the connecting structure 5 between the adapter 1 and the flange 2 non-positive with a connection system 9 after EP 0 775 863 or the EP 1 010 931 braced.

11: Adapteradapter
22: Flanschflange
33: Stirnfläche am Adapter 1 End face on the adapter 1
44: Schraubenscrew
55: Anschlußkonstruktionport construction
66: Kontaktfläche an der Anschlußkonstruktion 5 Contact surface on the connecting structure 5
77: Dichtungpoetry
88th: radial vorspringende Anlagefläche an der Anschlußkonstruktion 5 radially projecting contact surface on the connecting structure 5
99: Verbindungssystem nach der EP 0 775 863 bzw. EP 1 010 931 Connection system according to the EP 0 775 863 respectively. EP 1 010 931

Claims

Adapter ( 1 ) for screwing onto a rotationally symmetrical flange ( 2 ) to eliminate sealing problems, characterized in that the adapter ( 1 ) with an end face ( 3 ) on the flange ( 2 ) and with screws ( 4 ) clamped with this that the inner diameter of the adapter ( 1 ) to overlap a connecting structure ( 5 ) is larger than the inside diameter of the flange ( 2 ) that the connecting structure ( 5 ) a contact surface at its open end ( 6 ) which also on the flange ( 2 ) that there is between the adjacent construction ( 5 ) and the flange ( 2 ) in the area of the contact surface ( 6 ) a seal acting in the force shunt ( 7 ) is arranged and that the connecting structure ( 5 ) a radially projecting contact surface ( 8th ) on which the adjacent construction ( 5 ) between the adapter ( 1 ) and the flange ( 2 ) is clamped non-positively and positively.

Adapter for eliminating sealing problems according to claim 1, characterized in that the connecting structure ( 5 ) between the adapter ( 1 ) and the flange ( 2 ) via wedge-shaped elements ( 9 ) is clamped non-positively and positively.